通用电气公司是喷气机和涡轮螺旋桨发动机,航空电子产品和电力和机械系统的领先供应商。其产品用于各种商业,军事,商业和一般航空飞机。

每两秒钟,配备GE发动机的飞机或直升机都脱离了世界某个地方。这些机器已经记录了超过10亿的飞行时间,目前从F-16喷气式战斗机和Apache Choppers到空中客车A320和波音787喷射机的电力。

1941年,通用电气建造了第一台U.S.JET发动机,用于为美国的第一个成功的军用喷气机提供电力。从那时起,葛航空已经完成了许多其他崇高的成就,包括第一个涡轮喷气发动机,以电源飞行的飞行,其声音的速度和世界上第一个高旁路涡手机进入商业服务。

今天,通用电气航空公司继续高升。2015年,该部门为商用飞机生产了2588个喷气发动机,为军用飞机生产了766个发动机。总而言之,该部门2015年的总收入为250亿美元(比2014年增长3%),净利润为60亿美元(比2014年增长11%)。

通用电气使世界上最大的喷气发动机,现在比原来的强大大约100倍,这是在史密森尼机构的。最新一代的机器,如GE9X和LEAP引擎,使用尖端材料,可以连接到数据云以分析其效率和操作。

在2015年迪拜和巴黎航展上,GE航空获得了超过360亿美元的订单。随后,在2016年范堡罗航展上,它又获得了超过250亿美元的新业务。

据塔尔集团称,一家市场研究公司,通用电气是航空航天涡轮机行业最大的球员。它占所有背部有序的涡轮机,涡轮螺旋桨手机和2025之间的涡轮血巧和涡轮轴的28%。

尽管这些令人印象深刻的数字和市场优势,但GE的航空航天业务有卑微的根源。

增压器时代

当美国加入第一次世界大战时,美国陆军航空局寻找一家公司来开发飞机引擎助推器。当涡轮增压器安装在活塞发动机上时,将利用废气驱动空气压缩机,在更高的海拔地区增加动力。

1917年11月,在战争的高度,Edwin Rice,GE的总统(制造业和工程前副总裁)收到了国家航空航天局的前身国家航空航天委员会(NACA)的一封信。

这封信询问了一家在公司蒸汽轮机部门工作的GE工程师发明的径向压缩机,该公司制造了一系列用于钢厂高炉和化工炼油厂的离心空气压缩机。

涡轮增压器包含燃气轮机的两个中心部件:一个旋转压缩机和一个驱动它的涡轮。莫斯意识到,如果燃料可以在压缩空气中燃烧,那么能量输出将大大增加。

“莫斯能够利用通用电气的高转速汽轮机的设计经验,和韧性钨及钨合金的冶金用灯泡丝和x射线目标,应对压力在涡轮增压器的涡轮轮,”罗伯特·加文说,通用电气前副总统兼作家开始一些东西

NACA要求Moss改进Liberty发动机的性能,该发动机曾用于军用飞机,如DH-4双翼飞机。发动机在海平面上的额定马力为354马力,但在高空稀薄的空气中,其输出功率下降了一半。莫斯认为,他可以在空气进入引擎之前,用压缩机挤压空气,使空气密度增加,并恢复引擎失去的动力。

虽然通用电气首先接受了挑战,但另一个团队也要求有机会开发涡轮增压器。合同在美国的第一个军用飞机引擎竞赛中被授予。在战时保密的情况下,两家公司测试并开发了各种设计,直到陆军要求进行测试演示。

在Pikes Peak的痛苦气氛中,海拔14,109英尺,苔藓和他的同事揭开了一辆350 HP涡轮增压自由V-12飞机发动机,安装在卡车背面。

试验证明是成功的,葛进入制造飞机的业务比以往任何时候都更高,更快,更高效。通用电气的第一个与航空相关的政府合同为公司成为一家领先的航空航天供应商的道路。

超过二十年,葛根生产了林恩河的河流工厂的增压器。设备不断启用飞机以较重的有效载荷飞行更高。

1921年,美国空军飞行员约翰·麦克里迪创造了40800英尺的世界高度新纪录。16年后,霍华德·休斯(Howard Hughes)驾驶一架装有通用电气增压器的H-1单翼飞机,从洛杉矶飞往新泽西州的纽瓦克,创造了跨洲飞行纪录。

在第二次世界大战期间,通用电气公司提供的30万个涡轮增压器用于战斗机和轰炸机的发动机。事实上,经验和专业知识也就是为什么美国陆军航空兵选择GE于在战争最黑暗的日子制定了全国第一个喷气发动机。

绝密项目

1941年10月,正当伦敦闪电战肆虐之际,位于林恩的一群通用电气(General Electric)工程师收到了乔治六世(King George VI)送给他们的一份秘密礼物。工程师的任务是改进手工制作的机器,使其大规模生产。

美国陆军部和陆军航空队委托通用电气公司重建由英国工程师弗兰克·惠特尔发明的发动机并将其商业化。由于重新设计引擎的时间很短,美国工程师在惠特尔的蓝图指导下不停地工作。

美国政府为该项目选择了GE,因为它对能够承受发动机内部的热量所需的高温金属,以及其在高空轰炸机的超充电机和电厂和战舰的涡轮机中的专业知识。

今年早些时候,Joseph Sorota是第二次世界大战队的最后幸存的成员,设计了第一款美国喷气发动机,死亡。他是96。

索罗纳仍然是波士顿东北大学的工程学生,当时他加入了GE并开始在顶级项目上工作。

“我们的同事叫我们嘘 - 嘘男孩,” Sorota告诉GE报告去年。“我们无法与任何人交谈我们的工作。他们告诉我们我们可以拍摄。“

有一天,在他回家的路上,索托塔说他被他以前从未见过的男人接近。陌生人问他的问题,如“我有女朋友还是在酒吧喝酒?”索罗塔回忆道。“当他将自己识别为FBI的人时,我几乎死了。我没有做错任何事,但我以为他在那里逮捕了我。“

这名神秘男子让索罗塔跟着另一个陌生人来到林恩河工厂工业区后面的一座带高高的砖砌烟囱的小建筑。“那个联邦调查局的人警告我,如果我泄露任何秘密,就会被处以死刑,”索罗塔说。他以5号员工的身份加入了这个项目。

高优先级的工作是如此秘密,团队成员只好拿起风镐,敲掉墙壁和自行修改研讨会。

该团队最终计算了几百名工程师和技术人员,在时钟设计了新的组件,并在工厂内部生产大厅后面的秘密设施测试它们。它只需要五个月的时间来开发第一个原型,另外五个月才能为第一个飞行准备。

但是,在从盒子里打开英国发动机后,问题很快就会出现。“我们没有正确的工具,”索罗纳召回。“我们的扳手不适合坚果和螺栓,因为它们在公制系统上。我们不得不磨练,更多地打开一下进入内部。“

Sorota的转变有15人。他的工作是设计引擎内部空气的路径。偶尔,他将乘坐去其他秘密网站,并从德国V-2火箭炸弹上学习喷气式飞机,这些火箭炸弹正在落在英国。

在1942年3月,短短五个月到项目,嘘 - 嘘男孩轮式他们的原型测试混凝土掩体内。开成一个旧砖烟囱小区到通道排气和掩蔽测试。

然而,发动机停滞不前。工程师返回绘图板,重新设计了压缩机,并开始实现更高的推力。

1942年夏天,工程师们把第一对正常工作的喷气发动机(每台发动机产生1300磅的推力)装上火车,运到加利福尼亚莫哈韦沙漠的穆洛克陆军机场。三名通用电气工程师和五名美国陆军保安陪同这批绝密货物进行了越野旅行。

飞机设计师拉里·贝尔曾与GE团队并行工作了,建设美国第一架喷气式飞机,在XP-59。在1942年10月2日,这架飞机,搭载的发动机I-A,猛增到6000英尺,在喷气机时代迎来了。

通用电气的第一批发动机使用了一个径向(离心)涡轮来压缩机器内部的气流,并帮助它产生推力。它在设计上与通用电气用于涡轮增压器的旧技术相似。

回到河工程厂,Sorota和他的同事们开始工作在发动机与轴流式涡轮机,通过沿其轴线发动机推动的空气。

“当我们分开压缩机时,削弱发动机就像一个真空吸尘器压缩机,”他回忆道。“它有一个双面叶轮,非常低效。我们的工程师开发了现在称为轴流压缩机。“这款压缩机仍在实际上每次现代喷气发动机和燃气轮机使用。

喷气式飞机时代开始

一般电气管理决定加倍下跌并投资更多的喷气发动机研究。他们提到了1942年至1952年间的十年,作为“历史上最快的十年”。

新的发动机,如离心流J33和轴流J35,继续推动包络线。J35是第一款包含轴流压气机的涡轮喷气发动机,自那时以来,该发动机一直在通用电气的所有发动机中使用。

他们使用一个径向涡轮来压缩空气,类似于莫斯为他的涡轮增压器开发的设计。然而,大规模生产是由通用汽车(General Motors)位于印第安纳波利斯(Indianapolis)的艾利森(Allison)部门负责的(现在是劳斯莱斯(Rolls-Royce)的一部分)。

1945年,林恩增压器部门被解散,由飞机燃气轮机部门取代。哈罗德·凯尔西被任命为该部门的管理工程师,使通用电气走上了一条持续几十年的上升之路。

几年后,在1955年被提升为通用电气执行副总裁的凯尔西说:“我最大的贡献是让通用电气进入发动机生产……我决定放弃离心式发动机,专注于轴流型发动机。”

很快,GE工程师开始开发J47发动机。它最终从战斗机喷气式飞机(如F-86 Saber)的一切供电到了Convair B-36战略轰炸机。

林恩河工厂的大部分被改造为喷气发动机生产。美国马萨诸塞州埃弗雷特的工厂从1941年开始生产增压器,现在开始生产喷气发动机部件。第一台发动机于1948年从林恩装配线上生产出来。每台发动机包含8859个部件。

通用电气最终组装了超过30,000名J47发动机,使其成为历史上最具生产的喷气发动机。另外5,000名由斯伦布拉 - Packard公司等公司的牌照建造

“在一个中风,GE绝对以美国市场为军用喷气发动机占据了美国市场,”Garvin说。“朝鲜战争期间的高峰生产期每月超过1,000个发动机。GE仅制作了大约15%的部分,从巨大的供应商网络中获取他人。“

由于需求大,Lynn工厂无法跟上生产率。所以,GE Management在第二个工厂看。

他们选择了辛辛那提,在莱特航空活塞发动机曾在二战期间被制作附近的联邦拥有的工厂。GE正式在Lockland植物上1949年2月28日开了第二J47组装线(复杂的,现在被称为埃汶代尔,是GE航空集团的全球总部所在地)。

在20个月的时间里,就业人数从1200人激增至1万人,需要三倍的生产空间。多年来,700号楼一直是世界上最大的单屋顶单层建筑。

随着朝鲜战争推动需求,到20世纪50年代末,超过35000台J47发动机交付。发动机设定了两个里程碑。这是第一架经美国民用航空局认证使用的涡轮喷气发动机,也是第一架使用电子控制加力燃烧器来提高推力的喷气发动机。

400台J47发动机的平均每月进行组装。面对与早期型号的压缩机转子的不稳定问题,GE工程师决定垂直组装发动机,以确保形成时的完整性和稳定性。

为了加快生产,工程师还在洛克兰工厂安装了自动装配线。

1952年4月14日的一篇文章写道:“通用电气目前的装配实践是通过‘绿色’装配来运行发动机,测试、拆卸、检查,然后在最后的生产线上重新组装。航空周。“在最后一个装配后,他们再次运行并发货。

“发动机在绿色线条上垂直组装,夹具设计用于静置发动机,”添加了这篇文章。“[本来的主要原因]是消除水平组件产生的长框架中的小凹陷。次要优点是节省空间和可访问性。最后一行使用水平装配。“

新的J47装配线被称为“葡萄树丛”,因为发动机从架空输送机悬挂。据GE的飞机燃气轮机司司长兼总经理克拉默拉帕里(Cramer Lapierre)称,“这可能是该国第一个完全机械化的喷气发动机输送系统。

“新系统已经废除了从手动操作到操作的移动发动机的浪费动作,”拉皮尔雷增加了。“”工业葡萄乔木“的创新允许从站到车站的自动发动机运动,让工人充分集中在装配发动机部件。”

一般电气也构思了被称为洛克兰计划的内容,这是一种生产哲学,其中喷气发动机中使用的数以千计的组件由美国专业制造商生产。该部件流到了最终组装的大型中心点(锁定)。

当时,超过260种制造商是复杂供应链的一部分。洛克兰计划是互惠互利的大型企业合作的先驱之一。这是今天在汽车和航空航天行业中广泛使用的三层供应链的先行者。

然而,通用电气继续在内部生产一些关键部件,如控制面板、电子产品和发电机。在许多其他创新中,该公司于1955年推出了第一个用于航空航天的密封微型继电器。

冷战战士

GE航空集团的长期在以前的技术,知识和经验的基础上的传统可以追溯到其第一代工程师。他们的一个更加隐秘的项目所涉及的核动力航母。

1951年,通用电气由原子能委员会和美国空军授予联合合同,开发出发动机和机身为轰炸机被称为WS-125。大多数研发工作都是在GE的顶级秘密飞机核推进部门进行的。该计划要求两个耦合到空气核反应堆的燃气涡轮喷嘴发动机。

该发动机项目名为X211,以配备加力燃烧室的双涡轮喷气发动机为特色。这个独特的发电厂长41英尺,能产生34600磅的推力。在20世纪50年代末,空军在真正的飞机起飞之前就终止了这个项目。

在冷战的早期,世纪系列战斗机,它将在速度超过两倍的声音,在技术进步方面取得了巨大的飞跃,包括空气动力学和发动机设计。它还标志着制造技术和强制工程师的范式转变,找到了加入异国钛的新方法,例如钛。

由于飞机的速度越来越快,GE的工程师们与发展中国家更加强有力的引擎任务。他们回应的为J79涡喷发动机,可变定子最重要的发展之一。在发动机可动定子叶片有助于压缩机应付庞大的内部变化的气流从起飞到高超音速。

超过17,000 J79s建成超过30年的时间,供电战斗机如F-4鬼怪II。甲J79供电F-104星成为第一架以实现2马赫飞行于1958年。

对于Convair 880/990系列客机,J79发动机的CJ805导数标志着GE进入未知领域 - 商业客机市场。新发动机包括推力反向器和声音抑制器。

“加速880比波音707和道格拉斯DC-8更轻,更快,”索赔。“轻量级CJ805促成了它的高性能。

“Convair 990是第一架配备涡扇发动机的美国客机,它可以增加推力,降低油耗和噪音,”Garvin补充道。工程师们在燃气发电机的后部安装了一个尾部风扇,在驱动17级压缩机的三级涡轮机后面。

尽管有其优势,但是,加剧喷气车未能吸引大市场。康定最终失去了超过5亿美元的项目,当时是美国商业历史上最大的企业灾难。GE损失了8000万美元并退出了商用飞机部门。

“就销售而言,CJ805项目是通用电气规模庞大、利润丰厚的军用发动机业务的一个小国家表亲,而且成本相当低,”Garvin说。尽管该项目没有取得商业上的成功,但没有它,通用电气就不会涉足航空引擎业务。该公司表明,它准备支持其产品,听取航空公司的意见,并回应他们的需求。”

20世纪50年代中期,通用电气的工程师们也在忙于开发一种新的燃气轮机,以改变直升机的性能。800马力T58涡轴发动机为西科斯基的HSS-1F提供动力,这是第一次涡轮动力直升机飞行。

1964年,GE介绍了T64自由涡轮机涡轮轴 - 涡轮机发动机。它具有技术创新,如耐腐蚀,高温涂料,导致非常重的提升直升机的开发,例如Sikorsky CH-53海马种马。

Evendale,哦,制造综合体最终被指定为GE的大型喷气发动机的生产设施,而其在林恩,马的姐妹厂,专注于开发和生产小型喷气发动机。然而,这两个工厂演变为广泛的行动。

“他们之间不仅相隔800英里,还存在理念和技术上的差异,这些差异经常阻碍通用电气飞机引擎业务的增长和进步,”他表示八十年的进步。多年来,林恩(Lynn)(“母亲分会”)和埃文代尔(Evendale)(“后代分会”)之间的竞争越来越激烈,后者的规模已经比母亲大得多。

“非此地发明”的因素往往导致两个地点直接相互竞争。管理层认识到,通用电气的飞机引擎是一个业务,服务于一组客户——飞机制造商、联邦政府和航空公司——这导致了一个“同一个世界”的倡议,将航空部门统一起来。

一般电气建立小,紧密编织“项目”管理每种产品线。每个项目和产品都得到了分区的“功能”组织支持,例如工程和制造,确保有效利用人力和设施。

如果在特定植物中制造一种类型的组分更有效,则在那里生产该类型的所有部分。1966年最终实现的概念的常见性和概念的交叉施肥导致了20世纪80年代在20世纪80年代持续的大量生产力,当GE同时生产超过20种不同的燃气涡轮发动机。

一个成功的故事从那个时间段都是Lynn制造的J85 Turbojet发动机。诺斯罗普在J85发动机附近建造了一架低成本的空战飞机,建造了一架低成本的空战飞机。F-5很快成为30多个国家的标准防空飞机。

Advances in compressor, combustor and turbine knowledge in the 1960s led to the decision to propose a more compact core engine with a single-stage turbine and only two bearing areas vs. three, resulting in the GE F101 engine, which was selected for the U.S. Air Force’s groundbreaking B-1 bomber.

在20世纪70年代初,美国军队转向GE改进的涡轮轴发动机,为新一代直升机供电。结果是传说中的T700。资本化越南战争的教训,T700为军队提供了一种具有革命性模块化建筑的异常可靠的发动机。

T700设计用于现场可维护性,以降低成本,提高陆军直升机准备率。从那时起,已经建立了超过20,000个T700,伐木了超过1亿的飞行时间。

通用电气工程师还开发了J93发动机,为世界上最大、飞行最高、速度最快的实验性XB-70瓦尔基里(Valkyrie)轰炸机提供动力。1965年,它成为第一架实现3马赫飞行的飞机。

六28,800英镑的涡轮喷波特推动了500,000磅的飞机,以74,000英尺的高度速度的三倍。J93上的许多技术仍然在当今的军事和商业发动机中使用。

最重要的技术成果之一是在发动机的大型涡轮机叶片中电解纵向空气冷却孔的一种新技术。目前仍然使用称为成形管电化学加工(Stew)的非接触式过程,以在导电材料中钻孔小,深孔。

在20世纪80年代的国防建设中,通用电气的军用发动机继续发挥着重要作用。1984年,美国空军为F-16C/D战斗机选择了基于F101设计的高可靠性F110发动机。

同样在1980年,用于F/A-18“大黄蜂”的F404发动机开始生产。F404是世界上最普遍的战斗机引擎,全世界有超过3700架飞机使用。

飞得很高

1964年,通用电气公司(General Electric)与普惠公司(Pratt & Whitney)争夺美国空军新型战略运输机C5-A发动机的合同。这让该公司走上了最终成为竞争激烈的商用客机领域领导者的道路。

“这些引擎将不得不更大,功能更强大,比任何建造日期效率更高,他们会合同的新形式下的排序,”加文说。“这份合同将是一个‘总包采购’​​,开发和生产的年份之一包干未来,移[巨大的成本来自国防部美国能源部向厂家超支的风险。

Garvin称:“通用电气将这视为一个定义未来50年引擎技术的机会,并进行了一次巨大的赌博。”“在此之前,最高的旁路比率略低于3比1。通用电气为新发动机提出了一个激进的热力学循环——旁路比为8比1,这在推进效率上提供了一个量子改进。”

1965年,通用电气公司获得一份合同,以建造TF39发动机。

Garvin补充道:“这是通用电气第一个真正的双转子前风扇发动机,高压压缩机上有可变定子叶片。“从那时起,通用电气所有大型军用和商用发动机都采用了这种配置。

“葛设计了TF39到军事规范,同时牢记了设计的需求,与设计也得到了审查,”Garvin指出。“TF39的技术成功为Turboofan发动机设置了一种性能基准,并将GE可信度作为商业发动机的设计师和制造商。”

建立在TF39军用发动机的技术,GE于1971年积极进入商业航空航天部门,具有衍生发动机,CF6-6高旁路涡扇型,为新的道格拉斯DC-10。

通用电力工程师说服了机身制造者,三发动机飞机比双引擎版本好。除其他外,他们计算出通过允许飞机持有更多乘客,Trijet设计可以为航空公司产生多达6%的收入。

20世纪80年代,CF6系列发动机成为最受欢迎的宽体飞机发动机,包括空客A300、波音747和麦道MD-11。

1971年,一家名为Snecma的法国航空航天制造商(今天,它被称为Safran飞机发动机)选择了GE作为开发较小的商业涡手机的合作伙伴,用于短到中距中型飞机市场。作为CFM国际的合资企业最终将成为航空历史上最伟大的成功案例之一。

这项合作创造了一款名为CFM56的发动机,它基于斯奈克玛公司的风扇技术和通用电气公司F101发动机的核心技术。如今,该引擎为全球550多架商用和军用飞机提供动力,其中包括空客A320和波音737。

2008年,CFM国际公司推出了Leap-X,这是一款全新的基线涡扇发动机,为未来窄体飞机的替代发动机提供动力。它采用尖端技术,提供更好的燃料效率。

Leap发动机的第一版于2016年1月在空客A320neo上投入使用。它还将用于波音737MAX和中国商飞C919。

产量目前正在扩大在拉斐特一个新的225,000平方英尺的工厂,IN。生产100升的发动机,去年,这家工厂预计今年将组装500台,其次是1100,2018年和2000到2020年。

最先进的组装线具有自动视觉检测系统和射频零件管理,以跟踪厂地上的组件。Leap引擎还在NC的Durham的GE工厂组装。

除了CFM之外,通用电气航空公司还于2004年与本田汽车公司(Honda Motor Co.)成立了一家合资企业。通用电气本田航空发动机公司(GE Honda Aero Engines)为商务飞机(如本田喷气式飞机)制造HF120涡轮风扇。

通用电气的工程师目前正在测试GE9X,它将在几年后为波音的下一代777X喷气客机提供动力。目标是在明年年底实现FAA Part 33许可。

拥有134英寸的粉丝直径,这是有史以来最大的飞机发动机。GE9X发动机将产生105,000磅的推力,最终将成为GE的旗舰产品。它将具有16个第四代碳纤维复合风扇叶片;用于高效率和低排放的第三代燃烧器;燃烧器和涡轮机中的陶瓷基质复合(CMC)材料。

的CMC由碳化硅陶瓷纤维和陶瓷基质的专有涂层增强。用三分之一的金属合金的密度,超轻型材料可以帮助提高燃料效率和耐久性。

通用电气预测,对CMC的需求将在未来十年内增长十倍。这就是为什么它目前投资超过200美元,在亨茨维尔,al的一个工厂明年开幕。

“在喷气发动机的热门部分中使用CMCS是航空工业的重大突破,”GE航空公司GE9X总经理GE9X总经理Ted Ingling说。“CMCS也比金属合金更耐热,允许将更少的冷却空气转移到发动机的热部分中。通过在发动机流动路径中使用该冷却空气,发动机在较高温度下更有效地运行。“

GE航空集团也在建设中东欧多数民众赞成计划在2022年捷克工厂开将生产全球首款3D打印涡桨发动机的新组装厂的过程。通用电气公司花费4亿$开发引擎,将权力的新塞斯纳迪纳利,单引擎,六座飞机。

增材制造技术将在发动机中发挥关键作用。例如,它将允许工程师将845个部件合并成11个部件。尽管发动机仍将包含数百个部件,但复杂性的降低将有助于加速生产,减少高达20%的燃料燃烧,实现10%的功率提高,并降低发动机的重量。

“物理原理很简单,”布拉格通用航空公司涡轮螺旋桨飞机项目经理米兰·斯拉帕克说。“空气中的金属越多,你在材料本身和燃料上花费的钱就越多。此外,一个部件较少的发动机减少了你需要设计、认证、检查和制造的部件数量。(增材制造)真的是一个游戏规则的改变者,它将彻底改变传统供应链的运作方式,并大大简化它们。”

通用电气航空工程师已经在涡轮螺旋桨发动机上工作了三年多。他们已经在机器上使用了3d打印的燃料喷嘴。

“从现在从制造角度来看,这将是10年的不同世界,”Slapak索赔。“添加剂[技术]将使我们能够使零件具有复杂的形状,目前无法使用传统技术实现或者太昂贵而无法制造。”